Úran er frumefni: Saga uppgötvun kjarnasamruna og viðbrögð

Greinin segir frá þegar þetta frumefni fannst sem úran, og í hvaða atvinnugreinum núorðið notað þetta efni.

Úran - frumefni í orku og hernaðarlega iðnaður

Á öllum tímum reynt að finna hár-orka, og helst - til að búa til svokallaða ævarandi hreyfing vél. Því miður, vanhæfni tilveru hennar fræðilega sannað og rökstutt í XIX öld, en vísindamenn samt aldrei misst von að átta sig dreyma um einhvers konar tæki sem myndi vera fær um að gefa út fjölda "hreint" orku í mjög langan tíma.

Þetta er að hluta til tekist að átta sig á við uppgötvun efnis eins og úran. A frumefnið meðnafninu var grundvöllur fyrir þróun kjarnakljúfum, sem nú veita orku fyrir alla borgina, kafbátum, Polar skip og svo framvegis. True, the "hrein" orka þeirra geta ekki verið nefnt, en á síðustu árum, eru mörg fyrirtæki að þróa fyrir almenna sölu samningur "nuclear rafhlöður" á grundvelli þrívetni - þeir hafa enga hreyfanlega hluti, og þeir eru örugg fyrir heilsu.

Hins vegar, í þessari grein ætlum við að greina í smáatriðum sögu uppgötvun frumefni sem kallast úran fission viðbrögð og kjarna hennar.

skýring

Úran - frumefni sem er með atomlc number 92 í lotukerfinu. Kjarnorku er þyngd hennar er 238,029. Það táknar táknið U. við eðlilegar aðstæður, er þéttur, þungmálmum silfur. Ef við tölum um geislavirkni hennar, sem úran sjálf - þátturinn með veika geislavirkni. Einnig er það ekki í samsetningu alveg stöðugum samsætum. Og mest stöðugt á núverandi samsæta úran-338 er talin.

Í röð hvað telst þáttur, mynstrağur við út, og nú líta á sögu uppgötvun sinni.

saga

Slík efni, svo sem náttúruleg úran oxíð, sem vitað er að fólk frá fornu fari, og notaði forn herrum hennar fyrir framleiðslu á glerung, sem nær ýmsar leirmuni skip til mótstöðu vatns og aðrar vörur, sem og skraut þeirra.

Mikilvægur dagur í sögu uppgötvun þessa frumefni varð 1789. Það var þá efnafræðingur og Þýska-fæddur Martin Klaproth var fær til fá fyrsta metalloobrazny úran. Og nafn þess var nýr þáttur í heiðurs opnun átta árum plánetan.

Næstum 50 árum fékkst þegar úran var talið hreint málmur, þó í 1840 franska efnafræðingur Eugène-Peligot Melkor var hægt að sanna að efnið, sem fæst með því að Klaproth, þótt viðeigandi ytri merki, ekki úr málmi, og oxíð úran. Litlu síðar, öllum sama var sannur Peligot úran - mjög þungur málmur grár. Það var þá í fyrsta skipti og atómmasi efnisins var ákvörðuð sem úran. Frumefni var sett Dmitri Mendeleev í frægu reglubundnu kerfi hans þætti árið 1874, með Mendeljeff tvöfaldast atómmassa efnisins tvisvar. Það var aðeins eftir 12 ár var reynslan sýnt að mikill efnafræðingur var ekki skakkur í útreikningum sínum.

geislavirkni

En raunvextir í þessum breiður hluta vísindasamfélagsins hófst árið 1896, þegar Becquerel uppgötvaði að úran gefur frá sér geislum, sem voru nefnd eftir landkönnuður - Becquerel geislum. Seinna, einn af frægustu vísindamönnum á þessu sviði - Mariya Kyuri, kallaði þetta fyrirbæri geislavirkni.

Í næsta mikilvæg dagsetning í rannsókn á úran er talin vera árið 1899, það var þá sem Rutherford uppgötvaði að úran geislun er ekki samræmdu og er skipt í tvær tegundir - alfa og beta geislum. Ári síðar, Pol Villar (Viyyar) opnaði og þriðja, síðasta sem við vitum um að dagsetning tegund geislunar - svokölluðum gamma geislum.

Sjö árum síðar, árið 1906, Rutherford byggir kenning hans um geislavirkni gerðar fyrstu tilraunir, þar sem tilgangurinn var að ákvarða aldur ýmissa steinefna. Þessar rannsóknir hafa lagt grunninn, þ.mt myndun kenningar og framkvæmd radiocarbon greiningu.

Fission úran

En kannski þyngra opnun, þar sem hefur verið mikið úran námuvinnslu og mölun í báðum borgaralegum og hernaðarlegum tilgangi - er ferlið við kjarnasamruna úran. Það gerðist árið 1938, uppgötvun var gerð krafta þýskum eðlisfræðingum Otto Gana og Fritz Strassmann. Síðar þessi kenning var staðfest í vísindalegum verkum nokkurra þýskra eðlisfræðinga.

Orsakir uppgötvað af þeim var sem hér segir: ef kjarninn geislað úran-235 samsæta nifteind, þá grasping frjálsa nifteind, það fer að skipta. Og, eins og við öll vitum nú, þetta ferli er fylgt eftir með gríðarlegt magn af orku. Þetta gerist aðallega vegna þess að hreyfiorku geislun, kjarnanum brotum. Svo nú vitum við hvernig fission á úran.

Uppgötvun á þessu kerfi og niðurstöður hennar, og er upphafið að notkun úran í borgaralegum og hernaðarlegum tilgangi.

Ef við tölum um notkun þess í hernaðarlegum tilgangi, í fyrsta sinn kenningu sem hægt er að skapa skilyrði fyrir slíku ferli, sem samfellt viðbrögðum úran fission (eins og að grafa undan kjarnorkusprengju þarf gríðarlega orku), sannað með sovéskir eðlisfræðingum Zeldovich og Khariton. En til þess að búa til slík viðbrögð, sem úran verður auðgað, eins og í venjulegum ástand hans æskilegu eiginleika þau hafa ekki.

Með sögu um þennan þátt og við höfum lesið, erum við nú í sundur, þar sem hann beitt.

Notkun og gerð úran samsæta

Eftir uppgötvun slíks ferlis, sem viðbrögðum úran fission keðju, eðlisfræðingar fóru að efast hvar á að nota það?

Eins og er, eru tvær helstu sviðum þar sem notkun úran samsætur. Það er friðsælt (eða orka) iðnaði og herinn. Bæði fyrsti og annar notar hvarf kjarnaklofnun úrans-235 samsæta, ólíkt aðeins í útgangsafl. Einfaldlega setja, í kjarnakljúfur er ekki nauðsynlegt að búa til og styðja við þetta ferli með sömu afkastagetu og er nauðsynlegt til að framkvæma sprengingu kjarnorkusprengju.

Svo voru eru helstu atvinnugreinar sem nota úran fission viðbrögð.

En fá samsæta úran-235 - er mjög erfitt og kostnaðarsamt tækni vandamál, og ekki á hverjum land hefur efni á að byggja upp vinnslustöðvum. Til dæmis, fyrir tuttugu tonn af úran eldsneyti, þar sem innihald úran 235 samsæta verður á milli 3-5%, það þarf meira en 153 tonn af auðguðu náttúrulegum, "hrár" úran.

úran-238 samsæta er aðallega notað í byggingu kerfinu kjarnavopna til að auka getu sína. Einnig, þegar það tekur að nifteind eftir því ferli beta hrörnun þessarar samsætu kann að lokum að breyta í plutonium-239 - sameiginlegan eldsneyti fyrir flest kjarnakljúfum í dag.

Þrátt fyrir alla galla slíkra kjarnakljúfar (hár kostnaður, flókið umönnun, er hætta á slysi), rekstur þeirra borgar fyrir sig mjög fljótt, og orkan sem þeir framleiða er yfirgnæfandi meiri en á klassískum varma eða vatnsafli.

Einnig úran fission viðbrögð leyft að þróa kjarnorkuvopn gereyðingarvopn. Það einkennist af miklum krafti er tiltölulega samningur og það er fær um að gera meira land óhæf til manna byggð. Hins vegar, í nútíma kjarnavopn eru notuð plúton frekar en úran.

tæma úran

Það er líka svo konar úran er uppurinn. Það einkennist af mjög lág geislavirkni og því ekki hættuleg mönnum. Hann sótti aftur í hernum sviði, til dæmis, er það bætt í herklæði "Abrams" American tank til að gefa það meiri Fort. Að auki, næstum öll hátækni herir geta mæta ýmsum eldflaugum með tæma úran. Auk þess að mikil þyngd, hafa þeir enn annar mjög áhugaverður lögun - eftir eyðileggingu flísar skel sína og málmduft kveikja sjálfkrafa. Og við á leiðinni, var í fyrsta sinn svo eldflaugum notað í seinni heimsstyrjöldinni. Eins og við getum séð, úran - þá þætti sem hafa verið notuð á ýmsum sviðum mannlegrar starfsemi.

niðurstaða

Vísindamenn spá því að í kringum 2030 alveg búinn öllum helstu innlánum úran, og þá byrja að þróun hennar harða lag, og verðið mun hækka. Leiðin er úran málmgrýti er algerlega skaðlaust mönnum - sumir miners vinna á framleiðslu sinni fyrir kynslóðir. Nú erum við skilið sögu uppgötvun frumefnanna, og hvernig á að nota kjarnasamruna viðbrögð hennar.

Við the vegur, athyglisverð staðreynd er þekkt fyrir - úran efnasambönd hefur lengi verið notuð sem málningu fyrir postulín og gler (svokölluð úran gler) þar til 1950.